

在汽車車身外板件件的成形過程中,制件質(zhì)量缺陷普遍,車身對外板件的質(zhì)量要求又非常嚴(yán)格,因為任何微小的缺陷都會影響車身的美觀性,同時一些缺陷還可能降低制件的性,影響制件的使用壽命。在新車型外板件調(diào)試過程中,缺陷尤為明顯,而外板件的缺陷主要產(chǎn)生于拉伸工序,所以對車身外板件拉伸工序的調(diào)試就 為重要。本文結(jié)合車身外板件拉伸工序調(diào)試過程中常見的4種缺陷:開裂、起皺、變形、滑移線進(jìn)行分析,并提出了對應(yīng)缺陷常用解決方案:
開裂
缺陷描述:主要是由于材料在拉伸過程中,受內(nèi)應(yīng)力、外部沖擊或環(huán)境條件等的影響而在其表面或內(nèi)部所產(chǎn)生的裂紋。
沖壓件開裂、縮頸是制件在拉伸工序容易出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷,而這種缺陷是在沖壓件生產(chǎn)過程中 不可容忍的,所以當(dāng)制件出現(xiàn)開裂、縮頸時,就會做報廢處理,不會進(jìn)行使用,這樣就會增加車間的生產(chǎn)成本。開裂是由于局部拉應(yīng)力過大造成的,由于局部拉應(yīng)力過大導(dǎo)致局部大的脹形變形而開裂,開裂主要發(fā)生在圓角部位,開裂部位的厚度變薄很大如凸模與坯料的接觸面積過小、拉深阻力過大等都有可能導(dǎo)致材料局部脹形變形過大而開裂。而且造成局部壓力過大的因素較多,比如設(shè)備壓力、板料拉伸性、模具因素等,本文主要對模具調(diào)試過程中產(chǎn)生的開裂原因進(jìn)行分析。
(1)模具研合不到位。
先對模具的研合率進(jìn)行檢查,使用藍(lán)丹粉(紅丹粉)涂抹在拉伸模型面( 好是涂抹在模具上型面,下型面不易觀察),觀察研合制件著色率,外板拉伸件研合率要求大于95%,其中壓料面達(dá)到100%,有不滿足研合率要求的制件,要對制件著色深色處對應(yīng)的模具部位進(jìn)行打磨,并不斷研合,觀察研合制件狀態(tài),直到研合率滿足要求。
(2)模具表面粗糙度值大,造成板料流動阻力過大。
模具表面粗糙度值大,輕則產(chǎn)生表面拉毛,嚴(yán)重就會產(chǎn)生制件開裂,所以對拉伸模具的表面粗糙度值應(yīng)嚴(yán)格控制,模具型面狀態(tài)符合拉伸要求,當(dāng)模具型面產(chǎn)生用肉眼能觀察到沿材料流動方向有黑色的條狀帶,但無明顯手感且制件有輕微拉毛時,即說明型面粗糙度值已經(jīng)不符合要求,應(yīng)用細(xì)砂紙進(jìn)行打磨,推順,當(dāng)型面產(chǎn)生用肉眼可以看到沿材料流動方向,有明顯的模具型面凹陷和凸起,手感明顯,制件產(chǎn)生拉傷、開裂時,就該用砂輪機(jī)打磨或電焊補焊來修正型面,并用砂紙打磨,直到符合要求。
(3)凹模圓角半徑小。
設(shè)計中會根據(jù)修邊線的位置確定各工藝補充部分的尺寸,特別是凹模別司角處,因凹模圓角部分對拉伸毛坯進(jìn)料阻力影響很大,直接關(guān)系到拉伸件的起皺或開裂,所以取值要合理:工藝補充部分的凹模圓角半徑一般取R8~R10mm,在能夠拉出滿意的拉伸件的條件下,盡可能減少工藝補充部分。加大凹模圓角半徑可增加板料流動性,減小拉裂程度。
起皺
缺陷描述:起皺產(chǎn)生的原因主要因為局部板料受壓引起失穩(wěn)和材料流向不均引起局部材料堆積而產(chǎn)生起皺。
拉伸件產(chǎn)生起皺主要是由于拉伸時板料受壓縮變形而引起的,通常采用增加局部托應(yīng)力來皺紋具體產(chǎn)生原因有下面幾個方面:
(1)調(diào)整壓邊力的大小,當(dāng)皺紋在制件四周均勻產(chǎn)生時,應(yīng)判定為壓料力不足,逐漸加大壓料力即可皺紋。當(dāng)拉伸錐形件和半球形件時,拉伸開始時大部分材料處于懸空狀態(tài),輕易產(chǎn)生側(cè)壁起皺,故除增加壓邊力外,還應(yīng)采用增加撿伸筋來增大板內(nèi)徑向拉應(yīng)力,皺紋:
(2)制件沖壓工藝性差,壓料面形狀和沖壓方向不合理,材料流動控制差,引起皺紋:
(3)壓料面間隙不均,接觸差,產(chǎn)生里松外緊。導(dǎo)致材料通過外緊區(qū)域后失去壓料作用,使進(jìn)料太多,產(chǎn)生起皺。故調(diào)整壓料面間隙,使壓料面均衡壓料力,隨著材料的流動,壓料面始終保持壓料作用,防止起皺等缺陷產(chǎn)生。
(4)拉伸油使用太多:
(5)滑塊精度較差,導(dǎo)致壓料面壓力不均,壓力較小的地方易起皺:
所以根據(jù)制件產(chǎn)生起皺的原因,制定相應(yīng)的預(yù)防措施就可以避免缺陷制件的產(chǎn)生。
變形
缺陷描述:制件變形是鋼板在拉伸后的制件狀態(tài)與要求的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)不一致的缺陷,車身外板件的輕微變形會使制件外觀發(fā)生變化影響美觀,嚴(yán)重的變形就會直接影響到制件的裝配,而且大部分外板件的變形是無法進(jìn)行返工的,會造成制件的直接報廢。
制件變形的產(chǎn)生主要是由于模具型面狀態(tài)發(fā)生變化導(dǎo)致的,如:模具型面不順、間隙不均勻、壓邊圈壓料面不貼合、定位松動、拉伸筋磨損等問題使鋼板在拉伸過程中不能按照標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)成形,使生產(chǎn)后的制件與標(biāo)準(zhǔn)制件發(fā)生偏差,產(chǎn)生變形。當(dāng)然設(shè)備壓力不足及生產(chǎn)時拉伸油使用不當(dāng)也同樣會導(dǎo)致制件變形,所以定期的對模具進(jìn)行檢修、保養(yǎng)及生產(chǎn)過程的控制是預(yù)防沖壓件變形的重要措施。
滑移線
滑移線在變形量較小(小于10%)的外覆蓋件上較容易出現(xiàn),并且成形后無法,涂漆后 為明顯,嚴(yán)重影響零件外觀質(zhì)量,甚至造成制件報廢。制件出現(xiàn)滑移線主要與拉伸試驗時屈服平臺的長度有關(guān)。屈服平臺越長產(chǎn)生滑移線的趨向越嚴(yán)重。這種現(xiàn)象是由于在相應(yīng)屈服應(yīng)力時金屬不均勻和不同時變形引起的。
測量制件棱線處的圓弧半徑尺的大小,若尺至20mm以上,則產(chǎn)生的滑移線不明顯,可以被客戶接受,反之制件需要優(yōu)化。具體有以下幾點措施:
(1)調(diào)整沖壓方向,使得棱線在成形 后再接觸板料。
(2)通過調(diào)整拉伸筋、壓料面以及壓邊力等,控制材料的流動性,使得進(jìn)料盡量均勻,找到一個平衡點, 大限度的減輕或 滑移線。
(3)在制件設(shè)計初期,建議把制件棱線處的圓弧半徑設(shè)計成R≥20mm,實踐證明R≥20mm的棱線滑移線不顯眼,可以接受。
拉伸工序的調(diào)試是一項比較復(fù)雜和困難的工作, 仔細(xì)觀察產(chǎn)生的各種缺陷,分析各種引起缺陷的原因,通過驗證調(diào)試找到原因進(jìn)行整改。以上僅是對拉伸工序產(chǎn)生的常見缺陷進(jìn)行分析,并根據(jù)產(chǎn)生的原因制定了對應(yīng)的解決方案,但是在實際生產(chǎn)中引以缺陷的因素還很多,我們應(yīng)該在實際生產(chǎn)中注意觀察和總結(jié)。